计划性在科研上的重要性

蒋继平

2011年6月13日

我这里指的计划性（Plan）包含两个内容：第一，是指实验设计 （Experiment Design）。这是计划的轮廓， 也就是计划的整体部分。第二，是实施实验设计的具体步骤和时间表（Procedures& Schedules）。

不管是在读研究生，还是已经在科研领域工作的科技人员，当我们接到导师或者领导的科研课题后，要做的第一件事就是提出实验设计。这个实验设计必须根据科研课题的内容和要求来进行评估和分析，然后根据评估和分析的结果来制定相应的规划。

科技人员的实验设计相当于工程师的设计图，一个研究课题相当于一项工程。 我们知道， 要建造一栋大楼，是一项工程， 这个工程必须要有一张图纸，然后根据这张图纸来分阶段施工。施工的过程包括铺设电路和水管，打好地基，建造主体楼房， 最后装修。  同样的道理，科技人员在得到研究课题后，首先得确定研究的方向，采用的途径， 确定对实验起关键作用的因素，估计需要的实验材料，所需花费的时间， 和每个阶段必须达到的目标。因而，很明显，这个设计是根据课题的复杂程度来确定完成课题的具体步骤，应当包含近期，中期和长期三个阶段。比如说，登陆火星的课题是一个很复杂的课题，涉及到很多尖端科技领域，需要大量的科技人员的合作，这个课题至少需要10年时间才能完成。这个过程可分为近期课题， 如远距离遥控技术；中期计划，耐高温材料； 远期计划，反重力登陆装置等等。但是绝大多数课题要比这个课题简单的多。比如说，寻找一种有效的抗某种病害的筛选方法，估计只要6个月到一年左右的时间，一个人就可以担当起这个任务。

在完成了实验设计后，接下来就是制定实施实验的具体程序。实施实验的具体程序应当包括但是不限于下列方面；第一， 查找已经发表的有关资料。 这可以帮助试验少走弯路。第二， 购置和准备试验必需的仪器设备和试验用品。第三，详细分析可能影响试验成败的关键因素并制定必要的应对措施。第四， 制定具体和详细的实验作业时间表。

实施实验的具体程序和作业时间表因不同的课题和研究领域而可能相差很大，因而，在这里不能给与一个具体的模式。 但是，不管是什么课题都有一个普遍的定律，那就是逻辑思维严密的程序和严格按照作业时间表进行操作是获得实验成功的必要条件。

现在我以自己的经历作为一个实例来具体地说明这一点。1992，我博士毕业后到一家种子公司做博士后研究。当时美国加州的西红柿正在遭受一种白粉病的侵害，农场主的损失惨重。农场主们希望研究机构，大学和种子公司能够为他们提供一种抗性品种，以防止这种病害的危害，农场主们为此提供了五百万美元的研究经费。当时加州大学戴维斯分校的一个课题组赢得了这笔经费。可是， 几年下来， 研究进展毫无结果。 我的老板要我从事相同的研究。我拿到这个课题后， 首先是实验设计，然后是制定具体的程序和作业时间表， 这都在两天内完成。从那里开始， 我就严格按照这些程序和作业时间表开始工作。根据我已经掌握的知识，我知道植物生病与否主要取决于三大因素：1。病原菌，包括菌龄和浓度；  2。环境条件， 包括温度，适度， 和光照强度； 3。植物本身的状况， 包括生长期， 营养状态， 有否抗病基因。根据这些知识， 我经过严密的逻辑推理， 运用排列组合的方法，制定了一个非常详细的程序。 然后根据这些程序又制定了相应的作业时间表。

因为以上的三大要素中，菌龄和植物生长期都是随着时间的变化而变化的，而时间是一直往前走的， 是不会倒退的，也不会停止的，所以，我把主要精力放在这一点上。在任何情况下，我总是把实验放在第一位， 只要试验需要，即使节假日照样上班做实验。

由于严密的计划性，我在6个月之内就完成了老板交给我的任务，花的经费不到5000美元，不到加州农场主们提供的经费的千分之一。而加州大学戴维斯分校的课题组花了将近五年时间，用去五百万美元研究经费，最后一无所获。当我在这个课题上获得成功后， 他们被农场主们告上法庭。

显而易见，计划性在科研上的作用是很重要的。一个好的计划可起到事半功倍的效果，但是，最重要的是， 要严格按照计划行事， 珍惜时间，争分夺秒。这是科研上取胜的关键之一。